[发明专利]低温磁瓷共烧复合基材及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温磁瓷共烧复合基材和微波领域，特别涉及一种低温磁瓷共烧复合基材及制备方法。

背景技术

目前常用的T/R组件一般采用单一的LTCC（Low temperature Co-fired Ceramic）基板材料，该基板材料可以集成滤波、阻抗匹配、天线、驱动、放大等RF功能，而起着微波信号切换与传输功能的微波铁氧体环形器、隔离器是以传统分立器件的形式集成。而LTCC不含磁性材料，无法在基板内集成环形器、隔离器等微波非互易传输功能，只能采取元器件单位调试研制，再由整机进行组装集成的方式。因磁性器件的特殊性，不可避免的在再次装调过程中，会因各种因数导致磁性能偏差，同时磁性器件级联过程中的相互干扰以及器件的联接缺损也不容忽视，这些将使T/R组件的可靠性和一致性较差。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种低温磁瓷共烧复合基材及制备方法，采用LTCC/LTCF（Low temperature Co-fired Ceramic/Ferrite ）低温共烧陶瓷/铁氧体技术制备而成，解决目前T/R组件可靠性和一致性较差的问题。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计和制造一种低温磁瓷共烧复合基材, 包括

介质层，其由介质粉料加入流延载体经制浆流延而成；磁性层，其由铁氧体材料加入流延载体制浆流延而成；以及过渡层，其由介质粉料以及铁氧体材料加入流延载体制浆流延而成；所述介质层、磁性层以及过渡层进行共烧；所述过渡层位于所述介质层和磁性层之间；所述介质层为外层。

作为本发明的进一步改进： 所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。

作为本发明的进一步改进：所述介质层由选自Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、B₂O₃、BaO、CaO、SrO、K₂O的材料组成。

作为本发明的进一步改进：所述铁氧体材料为通过溶胶凝胶法获得的铁氧体材料；所述溶胶凝胶法具体为：将酸性水溶液，用氨水调节PH值至5~7，含铁Fe和锂Li的原材料和络合剂经加热搅拌制成溶胶，自燃或烘干制成干粉，再热处理，除去有机物，获得锂Li系铁氧体材料。

作为本发明的进一步改进：所述铁氧体材料为通过氧化物精细制粉法获得的铁氧体材料；所述氧化物精细制粉法具体为：将含铁F2和锂Li的原材料加入10wt% ~20wt%的胶合剂造粒，以100MPa的压力成型成圆环、圆片和/或圆棒状样品，并在820℃~910℃下进行烧结得到锂Li系铁氧体材料；所述胶合剂为浓度为8％的聚乙烯醇水溶液。

本发明同时提出了一种：低温磁瓷共烧复合基材制备方法，包括以下步骤：（A）对低温烧结磁性层粉料、低温烧结介质层粉料以及过渡层粉料分别进行制备，所述过渡层粉料由磁性层粉料和介质层粉料组成；（B）磁性层、介质层以及过渡层粉料生瓷片制浆流延。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（A）中，所述对低温烧结磁性层粉料进行制备具体为：所述磁性层粉料为通过溶胶凝胶法获得的磁性层粉料；所述溶胶凝胶法具体为：将酸性水溶液，用氨水调节PH值至5~7，含铁Fe和锂Li的原材料和络合剂经加热搅拌制成溶胶，自燃或烘干制成干粉，再热处理，除去有机物，获得磁性层粉料。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（A）中，所述对低温烧结介质层粉料进行制备具体为：将Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成；所述过渡层粉料为将介质层粉料与磁性层粉料按照一定配比并掺杂低熔点氧化物构成。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（A）中，所述对低温烧结磁性层粉料进行制备具体为：所述磁性层粉料为通过氧化物精细制粉法获得的磁性层粉料；所述氧化物精细制粉法具体为：将含铁F2和锂Li的原材料加入10wt% ~20wt%的胶合剂造粒，以100MPa的压力成型成圆环、圆片和/或圆棒状样品，并在820℃~910℃下进行烧结得到锂Li系铁氧体材料；所述胶合剂为浓度为8％的聚乙烯醇水溶液。